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摘要：本課題研究的是使用遺傳算法尋找最優(yōu)參數(shù)以后傳遞函數(shù)的圖形與傳統(tǒng)PID控制器輸出的圖形進(jìn)行對(duì)比。在本文中的傳遞函數(shù)是我們?nèi)我饨o定的一個(gè)連續(xù)型的傳遞函數(shù)，以確保其普遍性。 傳統(tǒng)PID控制器在我們的生產(chǎn)生活中是一種最為普遍應(yīng)用的控制器，我們選取一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的PID控制器，它的模型建立起來非常簡(jiǎn)單，但是其模型中PID控制器的參數(shù)的確定相對(duì)復(fù)雜的多，也是本課題的一個(gè)小難點(diǎn)。本課題采用了當(dāng)今最為普遍使用的一種方法去確定PID控制器3個(gè)參數(shù)的選擇：PID控制器口訣法，其根本就是通過有經(jīng)驗(yàn)人士通過多年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的一套整定參數(shù)的方法。 使用遺傳算法的PID控制模型的建立是遺傳算法優(yōu)化PID控制器參數(shù)的核心裝置，也是控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于遺傳算法實(shí)時(shí)優(yōu)化傳統(tǒng)PID控制器的參數(shù)，以達(dá)到提高PID控制器的自適應(yīng)能力與控制性能。通過計(jì)算機(jī)仿真圖像結(jié)果分析表明遺傳算法在各方面都相比以往口訣更加精確的優(yōu)化參數(shù)。 最后，闡述了以控制系統(tǒng)的3個(gè)參數(shù)為總體的設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)突出了使用優(yōu)化后的智能PID控制器的在生產(chǎn)生活中的實(shí)現(xiàn)方法以及應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞:傳統(tǒng)PID控制器； 遺傳算法；適應(yīng)度函數(shù)
目錄 摘要 ABSTRACT 1 緒論-1 1.1 PID控制系統(tǒng)綜述-1 1.2 遺傳算法綜述-1 2 基本原理-2 2.1 PID控制器的基本原理-2 2.2 PID控制器3個(gè)環(huán)節(jié)的作用-2 2.3 遺傳算法的基本原理-3 2.4 遺傳算法的主要特點(diǎn)-3 2.5 遺傳算法對(duì)PID控制器參數(shù)的整定-4 2.5.1 選擇遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化的優(yōu)點(diǎn)-4 2.6 Ga遺傳算法工具箱-4 3 PID控制器的優(yōu)化-6 3.1 傳統(tǒng)PID控制器優(yōu)化-6 3.1.1 控制器參數(shù)的確定（傳統(tǒng)）-6 3.2 根據(jù)遺傳算法對(duì)PID控制器參數(shù)的優(yōu)化-8 3.2.1 利用遺傳算法對(duì)PID參數(shù)的整定完成-8 3.2.2 PID控制器參數(shù)使用遺傳算法優(yōu)化的具體過程-11 a.流程圖-11 b.根據(jù)遺傳算法對(duì)PID控制器參數(shù)的優(yōu)化的具體過程：-12 4 遺傳算法程序設(shè)計(jì)-13 4.1 基于遺傳算法對(duì)PID控制器參數(shù)優(yōu)化的程序設(shè)計(jì)-13 4.1.1 初始化種群-13 4.1.2 適應(yīng)度函數(shù)的選取-14 4.1.3 選擇算子的實(shí)現(xiàn)-14 4.1.4 交叉算子-15 4.1.5 變異算子的實(shí)現(xiàn)-15 5 在Matlab環(huán)境下對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真-17 5.1 使用sumilink建立的傳統(tǒng)PID控制器參數(shù)優(yōu)化模型-17 5.1.1 對(duì)此模型進(jìn)行介紹-17 5.2 使用sumilink建立的遺傳算法優(yōu)化模型-18 5.2.1 具體步驟-18 6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜述-23 6.1 PID控制器3個(gè)參數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：-23 6.1.1 使用遺傳算法sumilink優(yōu)化PID控制器參數(shù)模型得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)-23 6.1.2 使用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法得到的參數(shù)數(shù)據(jù)-23 致謝-25 參考文獻(xiàn)-26 |
